[发明专利]一种风电互补驱动海水淡化高压泵的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于海水淡化的设备，具体是一种风电互补驱动海水淡化高压泵的装置。

背景技术

世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。 海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理， 现在所用的海水淡化方法有冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法等，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场。反渗透法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的，反渗透膜具有高脱盐率和高透水性能。反渗透装置工作动力是压力差，由高压泵将经预处理的海水升压达到反渗透的工作压力，通常为5.0～6.9MPa使反渗透过程得以进行，即克服海水渗透压使水分子透过反渗透膜到淡水层。

反渗透法海水淡化，能耗是直接决定其成本高低的关键，而高压泵的耗电又占了运行成本的70%左右。现有的利用反渗透技术淡化海水的设备均以电力或燃油发动机为动力，适合于在陆地建厂或在具有发电设备的大型轮船上使用，其使用范围受到电力或能源供应的局限，难于在更大范围，尤其在众多岛屿等地域普遍推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种投资省、效率高的风电互补驱动海水淡化高压泵的装置，以降低反渗透法海水淡化成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风电互补驱动海水淡化高压泵的装置，包括风力机、传动轴、第二齿轮换向器、加速齿轮箱、风能驱动高压泵及电动水泵，所述风力机的输出轴与所述传动轴的上端固定连接，所述传动轴的下端与第二齿轮换向器的输入轴固定连接，所述第二齿轮换向器的输出轴通过第三联轴器与加速齿轮箱的输入轴连接，加速齿轮箱的输出轴通过第四联轴器和风能驱动高压泵的主轴连接。

所述风能驱动高压水泵的进水口连通低压海水管路，进水口通过电控阀与出水口连接，出水口通过管路与电控三通阀的入口连接，电控三通阀的第一出水口与所述电动水泵的进水口连接，第二出水口与总出水口及所述电动水泵的出水口连接。在高压水泵的前级设有海水预处理工序，目的是给高压水泵提供较清洁的低压海水。

进一步的，本发明的一种风电互补驱动海水淡化高压泵的装置，还可以包括风力机塔架，所述风力机塔架是桁架结构，其上端与风力机固定，下端固定于塔架底座上。所述传动轴安装于风力机塔架内部，所述传动轴由一节或多节传动轴相互固定连接组成。

进一步的，本发明一种风电互补驱动海水淡化高压泵的装置，还可以包括电控装置，具体包括PLC控制器，变频器，电控液压制动器、第一出水压力传感器、第二出水压力传感器及偏航装置，PLC控制器根据压力传感器的传感信号，控制电控阀的动作并通过变频器控制电动水泵的起、停和调速，根据风力大小控制液压制动器的动作，根据风向控制偏航装置调整风力机的迎风方向。电动水泵由电动机通过皮带驱动。

本发明一种风电互补驱动海水淡化高压泵的装置的工作原理是：风力机主轴在叶轮的带动下旋转，并带动传动轴旋转，经过第二齿轮换向器将垂直轴动力转换为水平轴动力，该动力经过加速齿轮箱加速后驱动风能高压水泵运转，以产生符合要求的高压水进入反渗透淡化装置，来制取淡化水。当风力较强时，由风能驱动水泵产生高压海水；当风力不足时，风能驱动高压水泵出水压力减小，电控装置自动控制电动水泵二次加压，以保证渗透压力；当无风时，电控装置自动控制电动水泵直接对低压海水加压产生高压水，以此来完成风能驱动、电机驱动或两种动力互补的驱动模式。

本方案的有益效果：

1、本发明利用风能直接驱动高压泵，相对于以风力发电为基础的电力驱动装置，减少了能源转化损失，具有投资省、效率高，运行及维护费用低等优势；

2、本发明采用风电互补功能，提高了风力驱动的实用性，当风力不足或无风时，可适当启用电动驱动装置保证设施工作；

3、本发明由于采用风力作为动力，整个系统工作环保节能，符合低碳经济发展要求，特别适合于风力资源丰富而电力资源缺乏的岛屿使用。

附图说明

图1为本发明风电互补驱动海水淡化高压泵装置的一种实施例的结构示意图；

图2为本发明风电互补驱动海水淡化高压泵装置的另一种实施例的结构示意图；

图3为本发明风电互补驱动海水淡化高压泵装置的电控装置控制示意图。